Тема 5. Абиотический компонент экосистемы

Общие сведения. Абиотический, т.е. неживой, компонент экосистемы включает эдафические (почвенные), климатические, топографические и др. физические факторы (свет, волны, морские течения, огонь и т.п.).

Почва – слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры, источник питательных веществ для растений. Василий Васильевич Докучаев (1846–1903), основатель русской школы почвоведения, впервые стал рассматривать почву как не инертную, а динамичную среду, связующую биотический и абиотический компоненты,

Докучаев выявил 5 главных почвообразующих факторов: климат, геологическая (материнская) порода, топография (рельеф), живые организмы, время; в составе почв выделил 4 абиотических компонента: 1) минеральный скелет (50–60% общего состава почвы); 2) органическое вещество (до 10%); 3) воздух (15–25%); 4) вода (25–35%). В минеральном скелете почв выделяют крупные гранулы, мелкий грунт (частицы менее 2 мм) и коллоидные частицы. Глина состоит из частиц менее 2 мкм в диаметре. Структура почвы определяется соотношением ила, песка (60–2000 мкм) и глины (< 2 мкм). Треугольник почвенной структуры (рис. Оо) насчитывает 11 классов (суглинок, алеврит, или пыль (2-60 мкм), супесь и др.) по содержанию частиц разного диаметра.

Рис. Оо. Треугольная диаграмма классов почв по структуре использования

По тяжести усилий при обработке глины считаются тяжёлыми почвами, песчаники – лёгкими. Для растений наиболее пригодны средне- и мелкоструктурные почвы (глины, суглинки, алевриты), т.к. содержат питательные вещества и удерживают воду. Песчаные почвы выгодны для ранних урожаев: быстро дренируются и выщелачиваются, но весной быстрее высыхают и лучше прогреваются. Степень каменистости влияет на дренаж (меньше удерживает воду) и повышает износ аграрного оборудования.

Основа песка и алеврита – кварц (кремнезём SiO₂), в котором силикат-анионы (SiO₄^–4) соединяются с катионами алюминия (Al³⁺) и железа (Fe²⁺,Fe³⁺) с образованием электронейтральных кристаллов.

Глинистые минералы встречаются в виде мельчайших плоских кристаллов шестиугольной формы, образующих в воде коллоидную суспензию. Каждый кристалл содержит слои силиката, объединенные со слоями гидроксида алюминия. Общая поверхность слоёв очень велика по сравнению с объёмом кристаллов (5 – 800 м²/ г глины). Промежутки между слоями втягивают воду, что ведёт к набуханию глины. Важной особенностью этих минералов является постоянный отрицательный заряд, нейтрализуемый катионами, которые адсорбируются из почвенного раствора. Поэтому катионы не выщелачиваются из почвы и могут обмениваться на другие катионы. Катионообменная способность почвы служит важным индикатором её плодородия.

Идеальной почвой являются суглинки, содержащие поровну глины и песка с частицами промежуточных размеров, что создаёт крупичатую, пористую структуру. Суглинки имеют достоинства обоих типов и лишены их недостатков.

В Красноярском крае преобладают мерзлотно-таёжные, горно-таёжные, горно-тундровые подзолистые почвы. В лесостепных частях Красноярского края (Ачинско-Боготольская, Красноярская, Канская и Южная лесостепи) наиболее распространены выщелоченные, оподзоленные и серые лесные почвы.